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第一單元 結構與設計
一、常見結構的認識
1、結構的概念：
結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列，結構多種多樣且決定著事物存在的性質及功能（結構的五種受力形式：拉力、壓力、剪切力、彎曲力、扭轉力）。
自然界形形色色的結構給了人們無限的創造靈感和啟示（例蒼耳子、飛機、導彈跟蹤系統等）。
2、結構的分類：
根據物體的結構形態，通常將結構分為實體結構、框架結構、殼體結構三種基本類型。
實體結構是指結構體本身是實心的結構。它的受力特點是：外力分布在整個體積中。如實心墻、大壩等；
框架結構是指結構體由細長的構件組成的結構。其特點：支撐空間而不充滿空間.。如鐵架塔、建筑用腳手架，廠房的框架等；
殼體結構是指層狀的結構。它的受力特點是：外力分散作用在結構體的表面上，如摩托車手的頭盔、飛機的外殼、貝殼等。
生活中很多物體的結構是由兩種或兩種以上的基本結構類型組合而成，稱為組合結構。如埃菲爾鐵塔等。
二、穩固結構的探析
1、承受應力：
從力學角度來說，結構是指可承受一定力的架構形態，它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。
當一個結構受到外力作用時，內部各質點之間的相互作用會發生改變，產生一種抵抗的力，稱為內力。
應力是構件的單位橫截面上所產生的內力，當應力達到某一極限（容許應力）時，結構就會遭到破壞。用公式表示為 =F/S，其中F是內力，S是受力面積， 是應力。
構件的受力形式多種多樣，基本受力形式有拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力，很多情況下，構件可能同時受到幾種不同形式的力的作用。（結構的受力分析）
2、結構的穩定性：
結構的穩定性是結構在負載的作用下維持其原有平衡狀態 的能力。它是結構的重要性質之一。
影響結構穩定性的因素有多種，主要有①重心位置的高低、②結構與地面接觸所形成的支撐面積的大?、劢Y構的形狀、材料等。
對于一個結構而言，如果重心所在點的垂線落在結構底面的范圍內，就是穩定的，不會出現傾倒。
3、結構的強度：
結構的強度是指結構具有的抵抗被外力破壞的能力。
結構的強度與①結構的形狀、②使用的材料、③構件之間的連接方式等因素有密切的關系。
三角形是框架中最基本的形狀之一，它結實、穩定，所用材料最少。
結構構件的連接通常有兩類：鉸連接和剛連接。
鉸連接是指被連接的構件在連接處不能相對移動，但可相對轉動。如門與門框的連接。剛連接是指被連接的構件在連接處既不能相對移動，也不能相對轉動，具體有榫接、膠接、焊接等。如固定鐵床架的連接。
4、結構與功能的關系：
結構決定著事物的性質，也直接影響事物的功能。
三、結構的設計
結構設計應以一種或幾種功能的實現為基本目標，應滿足設計規范，滿足使用者的基本需要。
1、結構設計應考慮的主要因素：
功能、符合使用者對設計對象的穩定性和強度要求，安全因素，公眾和使用者的審美需求，使用者的個性化需要，對設計對象的成本控制要求和一定的使用壽命等。對于任何結構的設計安全是至關重要的因素。
2、簡單結構的設計：
步驟：確定結構設計方案———繪制簡單結構設計草圖———做出模型或原型
①設計項目——②設計要求——③設計分析——④設計方案——⑤呈現草圖
（如：設計相框、雨傘架、垃圾桶、鞋柜、衣架、筆桶等）
四、結構的欣賞：
1、結構的實用性：
優秀的結構設計不僅表現在結構的實用功能上，也表現在形式上，特別是功能與形式的統一上。
2、經典結構設計的欣賞與評價：
賞析結構設計作品，可從技術與文化兩個角度進行。
技術角度：使用功能、穩固耐用、造型設計的創意和表現力、材料合理性、工藝精湛程度等。
文化角度：文化寓意與傳達，美學原則，反映時代、民族、習俗方面特征，個性特征等。

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